Cyjanki, czyli kwas cyjanowodorowy i jego sole, są dalekie od najpotężniejszych trucizn w przyrodzie. Są jednak zdecydowanie najbardziej znane i być może najczęściej używane w książkach i filmach.
Historię cyjanków można z pewnością prześledzić niemal na podstawie pierwszych źródeł pisanych, które do nas dotarły. Na przykład starożytni Egipcjanie używali nasion brzoskwini, aby uzyskać śmiercionośną esencję, którą w papirusach wystawionych w Luwrze nazywano po prostu „brzoskwinią”.
Lethal Peach Fusion
Brzoskwinia, podobnie jak dwie i pół setki innych roślin, w tym migdały, wiśnie, czereśnie, śliwki, należy do rodzaju śliwek. Nasiona owoców tych roślin zawierają substancję amigdalinę - glikozyd, co doskonale ilustruje pojęcie „śmiercionośnej syntezy”. To określenie nie jest do końca poprawne, właściwsze byłoby nazwanie tego zjawiska „śmiercionośnym metabolizmem”: w jego trakcie nieszkodliwy (a czasem nawet użyteczny) związek jest rozkładany przez enzymy i inne substancje na silną truciznę. W żołądku amigdalina ulega hydrolizie, a jedna cząsteczka glukozy zostaje oderwana od jej cząsteczki - powstaje prunazyna (część jest początkowo zawarta w nasionach jagód i owoców). Ponadto w pracy uwzględniono układy enzymatyczne (prunazyna-β-glukozydaza), które „odgryzają” ostatnią pozostałą glukozę,po czym związek mandelonitryl pozostaje z pierwotnej cząsteczki. W rzeczywistości jest to metazwiązek, który czasami skleja się w jedną cząsteczkę, po czym ponownie rozpada się na jej składniki - benzaldehyd (słaba trucizna o półśmiertelnej dawce, czyli dawce powodującej śmierć połowy członków badanej grupy, DL50 - 1,3 g / kg masy ciała szczura) i kwas cyjanowodorowy (DL50 - 3,7 mg / kg masy ciała szczura). To właśnie te dwie substancje w parze zapewniają charakterystyczny zapach gorzkich migdałów. To właśnie te dwie substancje w parze zapewniają charakterystyczny zapach gorzkich migdałów. To właśnie te dwie substancje w parze zapewniają charakterystyczny zapach gorzkich migdałów.
W literaturze medycznej nie ma potwierdzonych zgonów po zjedzeniu pestek brzoskwini lub moreli, chociaż opisano przypadki zatruć, które wymagały hospitalizacji. Jest na to dość proste wytłumaczenie: do wytworzenia trucizny potrzebne są tylko surowe kości i nie zjesz ich dużo. Dlaczego surowe? Do przemiany amigdaliny w kwas cyjanowodorowy potrzebne są enzymy, które pod wpływem wysokiej temperatury (światło słoneczne, gotowanie, smażenie) ulegają denaturacji. Tak więc kompoty, konfitury i rozgrzane do czerwoności kości są całkowicie bezpieczne. Czysto teoretycznie możliwe jest zatrucie nalewką na świeżych wiśniach lub morelach, ponieważ w tym przypadku nie ma czynników denaturujących. Ale w grę wchodzi inny mechanizm neutralizacji powstałego kwasu cyjanowodorowego, opisany na końcu artykułu.
Film promocyjny:
Tło wojskowe
Skuteczność cyjanku w ukierunkowanej eliminacji wroga przez cały czas wabiła wojsko. Ale eksperymenty na dużą skalę stały się możliwe dopiero na początku XX wieku, kiedy opracowano metody produkcji cyjanku w ilościach przemysłowych.
1 lipca 1916 roku Francuzi po raz pierwszy użyli cyjanowodoru przeciwko niemieckim żołnierzom w bitwach nad Sommą. Atak jednak się nie powiódł: opary HCN były lżejsze od powietrza i szybko odparowywały w wysokich temperaturach, więc sztuczka z chlorem ze złowieszczą chmurą rozprzestrzeniającą się po ziemi nie mogła zostać powtórzona. Próby zwiększenia ciężaru cyjanowodoru za pomocą trójchlorku arsenu, chlorku cyny i chloroformu zakończyły się niepowodzeniem, więc trzeba było zapomnieć o stosowaniu cyjanków. Dokładniej, odłóż - do drugiej wojny światowej.
Niemiecka szkoła chemiczna i przemysł chemiczny na początku XX wieku nie miały sobie równych. Wybitni naukowcy, w tym laureat Nagrody Nobla z 1918 r. Fritz Haber, pracowali dla dobra kraju. Pod jego kierownictwem zespół naukowców z nowo utworzonego Niemieckiego Towarzystwa Zwalczania Szkodników (Degesch) zmodyfikował kwas cyjanowodorowy, który jest stosowany jako fumigant od końca XIX wieku. Aby zmniejszyć lotność związku, niemieccy chemicy zastosowali adsorbent. Przed użyciem peletki trzeba było zanurzyć w wodzie, aby uwolnić nagromadzony środek owadobójczy. Produkt otrzymał nazwę „Cyklon”. W 1922 roku Degesch został przejęty przez firmę Degussa jako jedyny właściciel. W 1926 r. Został zarejestrowany patent dla grupy twórców drugiej, bardzo udanej wersji insektycydu - „Cyklonu B”, który wyróżniał się mocniejszym sorbentem,obecność stabilizatora, a także środka drażniącego, który podrażnia oczy - aby uniknąć przypadkowego zatrucia.
W międzyczasie Haber aktywnie promował ideę broni chemicznej od pierwszej wojny światowej, a wiele jego osiągnięć miało znaczenie czysto militarne. „Jeśli żołnierze giną na wojnie, jaka jest różnica - od czego dokładnie” - powiedział. Kariera naukowa i biznesowa Habera śmiało podążała w górę i naiwnie wierzył, że jego zasługi dla Niemiec dawno temu uczyniły go pełnoprawnym Niemcem. Jednak dla powstających nazistów był przede wszystkim Żydem. Haber zaczął szukać pracy w innych krajach, ale pomimo wszystkich swoich osiągnięć naukowych wielu naukowców nie wybaczyło mu rozwoju broni chemicznej. Niemniej jednak w 1933 roku Haber wraz z rodziną wyjechał do Francji, następnie do Hiszpanii, a następnie do Szwajcarii, gdzie zmarł w styczniu 1934 roku, na szczęście nie mając czasu na sprawdzenie, do jakich celów naziści używali Cyklonu B.
Tryb działania
Opary kwasu cyjanowodorowego nie są zbyt skuteczne jako trucizna przy wdychaniu, ale po spożyciu sole DL50 mają tylko 2,5 mg / kg masy ciała (dla cyjanku potasu). Cyjanki blokują ostatni etap przenoszenia protonów i elektronów przez łańcuch enzymów oddechowych z utleniających się substratów do tlenu, czyli zatrzymują oddychanie komórkowe. Ten proces nie jest szybki - minuty nawet przy bardzo wysokich dawkach. Ale kino pokazujące gwałtowne działanie cyjanków nie kłamie: pierwsza faza zatrucia - utrata przytomności - naprawdę następuje po kilku sekundach. Jeszcze kilka minut trwa agonia - drgawki, wzrost i spadek ciśnienia krwi, a dopiero potem ustanie oddychania i czynności serca.
Przy niższych dawkach można nawet śledzić wiele okresów zatrucia. Po pierwsze, gorzki smak i pieczenie w ustach, ślinienie, nudności, ból głowy, przyspieszony oddech, zaburzona koordynacja ruchów, narastające osłabienie. Później dołącza bolesna duszność, nie ma wystarczającej ilości tlenu dla tkanek, więc mózg wydaje polecenie przyspieszenia i pogłębienia oddechu (jest to bardzo charakterystyczny objaw). Stopniowo oddech jest tłumiony, pojawia się inny charakterystyczny objaw - krótki wdech i bardzo długi wydech. Puls staje się rzadszy, ciśnienie spada, źrenice rozszerzają się, skóra i błony śluzowe stają się różowe, a nie sine ani blade, jak w innych przypadkach niedotlenienia. Jeśli dawka nie jest śmiertelna, to wszystko; po kilku godzinach objawy znikają. W przeciwnym razie następuje zwrot utraty przytomności i drgawki, a następnie pojawia się arytmia, możliwe jest zatrzymanie akcji serca. Czasami dochodzi do paraliżu i przedłużającej się (do kilku dni) śpiączki.
Zatruty - trucizna
Cyjanki mają bardzo duże powinowactwo do żelaza (III), przez co wnikają do komórek do enzymów oddechowych. Więc pomysł na wabik na truciznę wisiał w powietrzu. Po raz pierwszy został wdrożony w 1929 roku przez rumuńskich badaczy Mladoveanu i Gheorghiu, którzy najpierw otruli psa śmiertelną dawką cyjanku, a następnie uratowali go dożylnym azotynem sodu. Ten suplement diety E250 jest zniesławiony przez wszystkich bez wyjątku, ale zwierzę, nawiasem mówiąc, przeżyło: azotyn sodu w połączeniu z hemoglobiną tworzy methemoglobinę, którą cyjanki we krwi „dziobią” lepiej niż enzymy oddechowe, które wciąż muszą dostać się do środka komórki.
Azotyny bardzo szybko utleniają hemoglobinę, dzięki czemu jedno z najskuteczniejszych antidotum (antidotum) - azotyn amylu, eter izoamylowy kwasu azotawego - wystarczy wdychać wacikiem jak amoniak. Później okazało się, że methemoglobina nie tylko wiąże jony cyjanku krążące we krwi, ale także odblokowuje „zamknięte” przez nie enzymy oddechowe. Grupa substancji tworzących methemoglobinę, choć już wolniejsza, obejmuje również barwnik błękit metylenowy (znany jako „niebieski”).
Moneta ma również wadę: po podaniu dożylnym same azotyny stają się truciznami. Tak więc możliwe jest nasycenie krwi methemoglobiną tylko przy ścisłej kontroli jej zawartości, nie więcej niż 25-30% całkowitej masy hemoglobiny. Jest jeszcze jeden niuans: reakcja wiązania jest odwracalna, to znaczy po pewnym czasie utworzony kompleks rozpadnie się, a jony cyjanku wpadną do komórek do ich tradycyjnych celów. Potrzebujemy więc kolejnej linii obrony, którą wykorzystujemy np. Związki kobaltu (sól kobaltu kwasu etylenodiaminotetraoctowego, hydroksykobalamina jest jedną z witamin B12), a także antykoagulant heparyna, beta-hydroksyetylometylenoamina, hydrochinon, tiosiarczan sodu.
Casus Rasputina
Ale najciekawsze antidotum jest znacznie prostsze i bardziej dostępne. Już pod koniec XIX wieku chemicy zauważyli, że cyjanki są przekształcane w nietoksyczne związki podczas interakcji z cukrem (dzieje się to szczególnie skutecznie w roztworze). Mechanizm tego zjawiska w 1915 roku wyjaśnili niemieccy naukowcy Rupp i Golze: cyjanki, reagując z substancjami zawierającymi grupę aldehydową, tworzą cyjanohydryny. Takie grupy znajdują się w glukozie, a amigdalina wspomniana na początku artykułu to zasadniczo cyjanek zobojętniony przez glukozę.
Gdyby wiedział o tym książę Jusupow lub któryś ze konspiratorów, którzy do niego dołączyli - Puriszkiewicz lub wielki książę Dmitrij Pawłowicz - nie zaczęliby napełniać ciastek (gdzie sacharoza była już hydrolizowana do glukozy) i winem (gdzie dostępna jest również glukoza) traktuje Grigorija Rasputina, cyjanek potasu. Uważa się jednak, że wcale nie był ścigany, a historia trucizny wydawała się mylić śledztwo. W żołądku „królewskiego przyjaciela” nie znaleziono trucizny, ale to nic nie znaczy - nikt nie szukał tam cyjanohydryn.
Glukoza ma swoje zalety: na przykład jest w stanie przywrócić hemoglobinę. Okazuje się, że jest to bardzo przydatne do „wychwytywania” oderwanych jonów cyjankowych przy stosowaniu azotynów i innych „trujących odtrutek”. Jest nawet gotowy preparat „chromosmon” - 1% roztwór błękitu metylenowego w 25% roztworze glukozy. Ale są też irytujące wady. Po pierwsze, cyjanohydryny powstają powoli, znacznie wolniej niż methemoglobina. Po drugie, powstają tylko we krwi i tylko zanim trucizna dostanie się do komórek do enzymów oddechowych. Ponadto jedzenie cyjanku potasu z kawałkiem cukru nie zadziała: sacharoza nie reaguje bezpośrednio z cyjankami, konieczne jest, aby najpierw rozpadła się na glukozę z fruktozą. Jeśli więc boisz się zatrucia cyjankiem, lepiej zabrać ze sobą ampułkę azotynu amylu - zmiażdżyć w chusteczce i oddychać przez 10-15 sekund. A potem możesz wezwać karetkę i poskarżyć się, że zostałeś otruty cyjankiem. Lekarze będą zaskoczeni!
Autorem artykułu jest toksykolog, redaktor naukowy czasopisma „Rosyjskie Apteki”
Alexey Vodovozov